Redox-Flow-Batterien sind zwar kostengünstig, haben aber eine geringe Energiedichte. Solid-Flow-Batterien sollen diesen Nachteil ausgleichen. Der erste Großspeicher wird in einem österreichischen Wind- und PV-Park installiert.
Solid-Flow-Batterien sind gut skalierbar, nicht brennbar und kostengünstig in der Herstellung. Die erste wird jede Nacht mit dem Wind in Österreich in Betrieb genommen. Und der Solarpark geht in Betrieb.
Thomas Schmid
Am 13. Juli 2023 wurde die weltweit erste betriebsbereite organische Solid-Flow-Batterie ausgeliefert. Der deutsche Hersteller CMBlu Energy produzierte diesen sicheren, nachhaltigen und kostengünstigen Batteriespeicher für das österreichische Energieversorgungsunternehmen Burgenland Energie.
Die Batterie wird im hybriden Solar- und Windpark Schattendorf in der Nähe der ungarischen Grenze installiert. Damit kommt die Organic-SolidFlow-Technologie erstmals im Feld zum Einsatz und wird zukünftig überschüssige Energie des Solar- und Windparks aufnehmen und gezielt einspeisen.
Gut skalierbar
Das Standardmodul der Solid-Flow-Batterie hat eine Leistung von 20 oder 40 kW und eine Kapazität von 200 kWh. Durch das Zusammenschalten mehrerer dieser Module ist die Batterie genau skalierbar. Die mögliche Anzahl von Ladezyklen wird auf etwa 10.000 geschätzt, und die Batterie hat eine Lebensdauer von zehn Jahren.
Allerdings bedeutet dies nicht das Ende der Batterie, da der Elektrolyt im Tank einfach ausgetauscht werden kann und die Elektroden aufgrund der Funktionsweise der Batterie keiner zyklischen Alterung unterliegen. Die Round-Trip-Effizienz am Netzanschlusspunkt beträgt derzeit 88 % (mit steigender Tendenz), die Energiedichte liegt bei 200 Wh pro Liter (ebenfalls mit steigender Tendenz). Der Hauptbestandteil der Elektroden ist Graphit.
Die Funktionsweise des Elektrolyts ähnelt der einer Redox-Flow-Batterie. Bei den Solid-Flow-Batteriespeichern wird die Energie jedoch wie bei einer Solid-State-Batterie in einem Feststoff gespeichert. Der Transport der Energie zum Feststoff erfolgt wie bei einer Flow-Batterie über einen flüssigen Elektrolyten. Als Aktivmaterial werden organische Verbindungen verwendet, die aus nachhaltigen sowie fossilen Quellen stammen können.
Strom wird fest gespeichert
Die CMBlu-Batterie speichert also den Strom nicht in der Flüssigkeit, sondern in festen Kohlenstoffpolymeren, was weltweit einzigartig ist. Die neue Technologie will die Vorteile von klassischen Flussbatterien und Solid-State-Batterien vereinen: unabhängige Skalierbarkeit von Leistung und Kapazität (Flow) sowie hohe Energiedichte (Solid).
Die in Deutschland hergestellten Großspeicher sind modular aufgebaut und können daher einfach in Hochregalsystemen konfiguriert werden. Dadurch entstehen große und kostengünstige Lagerhäuser für Strom, die auf den Gigawattstunden-Bereich erweiterbar sind. Solid-Flow-Batterien speichern elektrische Energie in nahezu unbegrenzt verfügbaren Elektrolyten, verwenden keine umweltgefährdenden Materialien, sind nachhaltig und nicht brennbar – das macht sie zudem sehr sicher im Betrieb.
Die Hybrid-Photovoltaik-Anlage in Schattendorf, die Anfang 2023 errichtet wurde, hat eine Gesamtleistung von 15 MW. Die mit dem Solarpark verbundene Organic-SolidFlow-Batterie befindet sich zunächst als Battery-Lab in einem klimatisierten und ortsunabhängigen 40-Fuß-Container. In den kommenden Monaten sollen weitere Batterien an verschiedenen Standorten installiert werden.